JPH1030580A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベーンポンプの内部における漏れを減少させ
てポンプ効率を高める。 【解決手段】 ベーンポンプのハウジング１０内にカム
リング２０を設け、その内部にロータ２５を回転可能に
収納し、このロータに放射方向に摺動可能に嵌挿した複
数のベーン２７の先端をカム面に摺動可能に当接して複
数のベーン室２４を形成する。膨張行程と圧縮行程を行
う各ベーン室に対応してハウジングの摺接面１１ａに吸
入ポート１５と吐出ポート１６を形成し、ハウジングの
摺接面に半径方向に形成されて各ベーン室に開口する複
数のノッチ３１は、摺接面に同軸的に形成した環状の連
通溝３２により互いに連通される。本発明のノッチは、
吐出ポートがベーン室との連通を開始する先端部に接近
して設けられている。ハウジングの摺接面には吐出ポー
トからロータ２５の回転方向と逆向きに延びるひげ溝１
６ａを形成し、ノッチはこのひげ溝の先端の近傍付近に
設けるのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の動力舵取
装置に作動流体を供給する場合などに使用するベーンポ
ンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のベーンポンプでは、中心軸線か
らの距離が位相角に応じて周期的に変化するカム面を内
周に形成したカムリングをハウジングに設け、このカム
リング内に同軸的に回転可能に収納したロータに放射方
向に摺動可能に嵌装したベーンの先端をカムリングのカ
ム面に摺動可能に当接して回転に応じて容積が変化する
複数のベーン室を形成し、膨張行程を行う各ベーン室と
圧縮行程を行う各ベーン室に対応してハウジングに吸入
ポートと吐出ポートを設け、吸入ポートからベーン室内
に作動流体を吸入して吐出ポートから吐出するようにし
ている。カム面のカム曲線の周期は普通は１８０度であ
り、吸入ポートと吐出ポートはそれぞれ各１対が直径方
向に対向して設けられている。この種のベーンポンプで
は、ロータの外周面に作用する圧力は通常は直径方向に
バランスされているが、加工誤差や組付誤差などにより
各ベーン室が各吸入ポート及び吐出ポートと開閉するタ
イミングが一致しないと直径方向で対向する両ベーン室
の間に一時的な圧力差が生じ、これによるアンバランス
により振動が励起されて騒音が生じるという問題があ
る。

【０００３】このような問題を解決するために、実開昭
５７−３０３９６で開示された技術では、ロータの側面
と当接するハウジングの摺接面に、ロータの回転により
膨張行程から圧縮行程に移行する両ベーン室に開口する
１対のノッチとこの両ノッチを連通する連通溝を形成
し、これにより両ベーン室を連通して、このようなタイ
ミングの不一致による一時的な両ベーン室の間の圧力差
を緩和している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術で
は、図６に示すように（ノッチ１の位置以外は図１〜図
４に同じ）、ノッチ１はひげ溝１６ａを有する吐出ポー
ト１６と吸入ポート１５の中央付近に設けてある。とこ
ろで、ロータ２５と共に矢印Ａ方向に移動するベーン２
７が図６(a) の二点鎖線２７Ｃの位置から実線の位置
（何れも図において右側のもの）に達してノッチ１が吸
入ポート１５側に連通された時点（図７の時点ｔ３）で
それまで吐出圧であった連通溝３２内の圧力が低下し始
め、ベーン２７が図６(b) の二点鎖線２７Ｄの位置から
実線の位置（何れも図において左側のもの）に達してひ
げ溝１６ａにかかった時点（図７の時点ｔ４参照）で、
矢印Ｂに示すように吐出ポート１６の圧力がベーン室２
４に加わって連通溝３２内の圧力が吐出圧に戻る。しか
しながら従来技術のノッチ１は、前述のように、ひげ溝
１６ａを有する吐出ポート１６と吸入ポート１５の中央
付近にあるので、図７に示すように、時点ｔ３からｔ４
迄の連通溝３２内の圧力が低下する期間が長くなり、か
つその圧力も吸入圧まで低下する。

【０００５】一方、図１及び図２に示すように、この連
通溝３２と吐出ポート１６は何れもロータ２５と当接す
るハウジング１０の摺接面１１ａに形成され、また連通
溝３２は吐出ポート１６と接近して通っているので、そ
の間に圧力差があるとこの摺接面１１ａを通る作動流体
の漏れが生じる。そして前述の従来技術のように、連通
溝３２内の圧力が低下する期間が長くしかも吸入圧まで
低下する場合には、このようにして漏れる作動流体は無
視できない量となり、ベーンポンプのポンプ効率が低下
する原因となる。またこの種のベーンポンプでは、図１
及び図２に示すように、サイドプレート１０ｃの摺接面
１１ａに同軸的に形成した背圧溝１８によりロータ２５
に形成したスリット２６根元部のベーン背圧室２６ａに
吐出圧力を導入してベーン２７をカムリング２０のカム
面２１に当接するようにしているが、この背圧溝１８は
連通溝３２のすぐ内側に沿って設けられているので、こ
の背圧溝１８と連通溝３２の間にも摺接面１１ａを通る
作動流体の漏れが生じ、これによってもベーンポンプの
ポンプ効率は低下する。本発明はこのような問題を解決
して、ベーンポンプのポンプ効率の低下を防止すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジング内
に設けられて中心軸線からの距離が位相角に応じて周期
的に変化するカム面が内周に形成されたカムリングと、
このカムリング内にカム面と同軸的に回転可能に収納さ
れ両側面がハウジング内側の互いに対向する１対の摺接
面に摺動可能に当接されるロータと、このロータに放射
方向に形成した複数のスリットにより摺動可能に案内支
持され先端がカム面に摺動可能に当接してハウジングと
カムリングとロータの間の空間を複数のベーン室に分割
する複数のベーンと、膨張行程を行うベーン室に対応す
る円周方向複数箇所においてハウジングに設けられた吸
入ポートと、圧縮行程を行うベーン室に対応する円周方
向複数箇所においてハウジングの摺接面に形成された吐
出ポートと、ハウジングの摺接面に半径方向に形成され
て吸入ポートから吐出ポートに向かう各ベーン室に開口
する複数のノッチと、ロータとハウジングの間の当接面
にロータと同軸的に形成されて各ノッチを互いに連通す
る環状の連通溝を備えてなるベーンポンプに関するもの
であり、ノッチを吐出ポートのベーン室との連通を開始
する先端部に接近して設けたことを特徴とするものであ
る。ノッチは吐出ポートの先端部に接近して設けられて
いるので、吸入ポートからの吸入圧がノッチを介して連
通溝内に導入されて連通溝内の圧力が低下する期間は短
くなり、かつその圧力の低下の程度も減少する。

【０００７】ロータとハウジングの間の当接面にはロー
タの各スリットの根元部に形成したベーン背圧室と常に
連通してこれに吐出ポートからの吐出圧を印加する環状
の背圧溝をロータと同軸的に形成し、連通溝は背圧溝よ
りも外側となるハウジングの摺接面に形成するのがよ
い。

【０００８】ハウジングの摺接面には吐出ポートからロ
ータの回転方向と逆向きに延びて同吐出ポートの先端部
となるひげ溝を形成し、ノッチはこのひげ溝の先端の近
傍付近に設けるのが好ましい。

【０００９】ノッチとひげ溝の先端との間の円周方向に
おける最小距離はベーンの厚さ以下とするのが好まし
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、図１〜図５に示す実施の
形態により、本発明の説明をする。この実施の形態のベ
ーンポンプは、図１及び図２に示すように、ハウジング
１０は主としてフロントハウジング１０ａ、リヤハウジ
ング１０ｂ及びサイドプレート１０ｃよりなり、フロン
トハウジング１０ａに形成した有底の中空室内にはサイ
ドプレート１０ｃとカムリング２０を重ねて入れ、リヤ
ハウジング１０ｂをかぶせてこの４者１０ａ，１０ｂ，
１０ｃ，２０は４本のボルト１０ｄにより互いに固定さ
れる。カムリング２０はサイドプレート１０ｃとリヤハ
ウジング１０ｂに互いに対向して形成された１対の摺接
面１１ａ，１１ｂの間に挟まれ、サイドプレート１０ｃ
とカムリング２０はピン１０ｅ，１０ｆによりフロント
ハウジング１０ａ及びリヤハウジング１０ｂに位置決め
固定される。図２に示すように、カムリング２０の内周
に形成されたカム面２１は、その中心軸線からの距離が
１８０度の周期で位相角に応じて変化する形状を有して
いる。

【００１１】図１及び図２に示すように、ハウジング１
０には回転軸２８が、２個の軸受２９ａ，２９ｂを介し
て、カムリング２０のカム面２１と同軸的に回転自在に
軸支されている。両側面がサイドプレート１０ｃとリヤ
ハウジング１０ｂの各摺接面１１ａ，１１ｂと摺動自在
に当接されたロータ２５は、回転軸２８の先端部にスプ
ライン結合により取り付けられてカム面２１と同軸的に
矢印Ａ方向に回転する。ロータ２５には円周方向等間隔
で放射状に延びる１０個のスリット２６が軸方向全幅に
わたり形成され、各スリット２６の根元部には貫通孔状
のベーン背圧室２６ａが回転軸２８と同軸的に配置され
て形成されている。各スリット２６にはロータ２５と同
幅のベーン２７が放射方向摺動可能に案内支持され、断
面が円弧状に丸められたその先端縁は全幅においてカム
面２１と摺動可能に当接され、両側縁がハウジング１０
の摺接面１１ａ，１１ｂと摺動可能に当接されて、カム
リング２０とハウジング１０とロータ２５の間に形成さ
れる空間を、ロータ２５の回転に応じて容積が周期的に
膨張収縮する１０個のベーン室２４に分割している。

【００１２】サイドプレート１０ｃの摺接面１１ａとリ
ヤハウジング１０ｂの摺接面１１ｂには、膨張行程を行
うベーン室２４に対応して１対の吸入ポート１５が直径
方向に対向して形成され、また収縮行程（換言すれば圧
縮行程）を行うベーン室２４に対応して各１対の吐出ポ
ート１６が直径方向に対向して形成されている。各吸入
ポート１５はハウジング１０内に形成された流体流通空
間１４及びバイパス通路１３を介して作動流体のリザー
バ（図示省略）が連結される吸入口１２に連通され、摺
接面１１ａに形成した各吐出ポート１６はハウジング１
０内に形成した圧力室１７を介して作動流体の送出口
（図示省略）に連通されている。バイパス通路１３と圧
力室１７の間には、送出口から吐出される作動流体の量
を一定にするために、余剰の作動流体をバイパス通路１
３に戻す流量制御弁１９が設けられている。

【００１３】各摺接面１１ａ，１１ｂには、ロータ２５
に形成したベーン背圧室２６ａと常に連通される環状の
背圧溝１８が回転軸２８と同軸的に形成され、この背圧
溝１８には圧力室１７内の吐出圧が導入されている。こ
の吐出圧は各ベーン背圧室２６ａ内に印加され、これに
より各ベーン２７の先端縁はカムリング２０のカム面２
１に押圧される。背圧溝１８は、このようにロータ２５
とサイドプレート１０ｃの間の当接面のサイドプレート
１０ｃ側となる摺接面１１ａに形成する代わりに、ロー
タ２５側に形成してもよい。また、ここで述べた環状の
背圧溝１８は分割された弓形の溝であってもよい。

【００１４】図１、図３及び図４に示すように、サイド
プレート１０ｃの摺接面１１ａには、これに開口される
各吐出ポート１６からロータ２５の回転方向（矢印Ａ方
向）と逆向きに延びるひげ溝１６ａが形成され、このひ
げ溝１６ａはロータ２５の回転と共に矢印Ａ方向に移動
するベーン室２４と最初に連通を開始する吐出ポート１
６の先端部を形成している。この摺接面１１ａにはま
た、ひげ溝１６ａの先端に接近して半径方向に延びる１
対のノッチ３１が形成されており、この各ノッチ３１は
先端部がベーン室２４に開口され、根元部はサイドプレ
ート１０ｃの摺接面１１ａの背圧溝１８の外側にこれと
同軸的に形成された環状の連通溝３２により互いに連通
されている。

【００１５】吸入ポート１５、吐出ポート１６、ひげ溝
１６ａ、ノッチ３１及びベーン２７の位置関係は図３に
示され、このひげ溝１６ａとノッチ３１の位置関係は、
ひげ溝１６ａの先端とノッチ３１の間の円周方向におけ
る最小距離、例えば図示のノッチ３１の形状ではひげ溝
１６ａの先端とノッチ３１の左縁との間の円周方向にお
ける距離がベーン２７の厚さ以下となるような位置関
係、とするのがよい。図３の二点鎖線３１Ａはそのよう
な位置関係の１例を示している。

【００１６】次に、図４及び図５により、以上に述べた
実施の形態の作動の説明をする。ロータ２５と共に矢印
Ａ方向に移動するベーン２７が図４(a) の二点鎖線２７
Ａの位置から実線の位置（何れも図において左側のも
の）に達してノッチ３１が吐出ポート１６側から吸入ポ
ート１５側に連通された時点（図５の時点ｔ１）でそれ
まで吐出圧であった連通溝３２内の圧力が低下し始め
る。ベーン２７が移動して図４(b) の二点鎖線２７Ｂの
位置（図において右側のもの）となればノッチ３１は吸
入ポート１５との連通が断たれ、更に移動して実線の位
置（図において左側のもの）に達してひげ溝１６ａにか
かった時点（図５の時点ｔ２参照）で、矢印Ｂに示すよ
うに吐出ポート１６の圧力がベーン室２４に加わって連
通溝３２内の圧力が吐出圧に戻る。ノッチ３１はひげ溝
１６ａの先端に接近して形成されているので、図５に示
すように、連通溝３２内の圧力が吐出圧よりも低下する
時点ｔ１からｔ２迄の期間は短くなり、また圧力の増減
には必然的に時間遅れを伴うので圧力の低下の程度も少
なくする。

【００１７】この連通溝３２が形成されるサイドプレー
ト１０ｃの摺接面１１ａには、連通溝３２のすぐ外側の
一部に吐出ポート１６が形成され、またすぐ内側に沿っ
ては吐出圧が導入される背圧溝１８が形成されているの
で、連通溝３２内の圧力が吐出圧よりも低くなれば、吐
出ポート１６及び背圧溝１８内の作動流体は、摺接面１
１ａとこれに摺動可能に当接されるロータ２５の側面の
間の隙間を通って連通溝３２内に漏れる。しかしなが
ら、上述のように、連通溝３２内の圧力が低下する期間
は短く、かつその圧力低下の程度も少ないので、摺接面
１１ａを通って連通溝３２に漏れる作動流体の量は少な
く、これによりベーンポンプのポンプ効率が低下するこ
とはない。

【００１８】なお、直径方向に互いに対向して形成した
各吐出ポート１６，ひげ溝１６ａ及びノッチ３１に関す
る前述の時点ｔ１，ｔ２は、部品の加工誤差及び組付誤
差などにより必ずしも一致せず、このため直径方向で対
向する両ベーン室２４の間に一時的な圧力差が生じよう
とする。しかし互いに対向する両ベーン室２４はノッチ
３１及び連通溝３２により連通されているので、このよ
うなタイミングの不一致による両ベーン室２４の間の一
時的な圧力差は緩和され、これに起因する振動や騒音は
防止される。

【００１９】なお、以上に述べた実施の形態では、ロー
タ２５の回転方向と逆向きに延びるひげ溝１６ａを吐出
ポート１６に設け、このひげ溝１６ａによりベーン室２
４に対する吐出ポート１６の連通を開始させているが、
このようなひげ溝を設けることなくベーン室２４との連
通を吐出ポート１６の縁により開始させてもよい。ま
た、カム面２１は中心軸線からの距離が１８０度の周期
で位相角に応じて変化するものとし、吸入ポート１５及
び吐出ポート１６はそれぞれ１８０度の間隔をおいて設
けたが、カム面２１の周期及び各ポートの間隔は、１２
０度、９０度など、３６０度の整数（ただし２を除く）
分の１ならば任意である。

【００２０】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、連通溝
内の圧力が低下する期間は短くなり、かつその圧力の低
下の程度も減少するので、吐出ポートから摺接面を通っ
て連通溝に漏れる作動流体の量は減少し、これによりベ
ーンポンプのポンプ効率の低下を防止することができ
る。

【００２１】また、ベーン背圧室に吐出圧を印加する背
圧溝を、ロータとハウジングの間の当接面に形成したも
のによれば、摺接面を通って背圧溝から連通溝に漏れる
作動流体の量も減少するので、ベーンポンプのポンプ効
率の低下を一層少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるベーンポンプの１つの実施の形
態を示す横断面図である。

【図２】 図１の２−２断面図である。

【図３】 図１に示す実施の形態の要部を示す部分拡大
断面図である。

【図４】 図１に示す実施の形態の作動を説明する部分
拡大断面図である。

【図５】 図１に示す実施の形態における連通溝内部の
圧力の変化状態を示す図である。

【図６】 従来のベーンポンプの１例における部分拡大
断面図である。

【図７】 図６に示す従来例の連通溝内部の圧力の変化
状態を示す図である。

【符号の説明】

１０…ハウジング、１１ａ，１１ｂ…摺接面、１５…吸
入ポート、１６…吐出ポート、１６ａ…ひげ溝、１８…
背圧溝、２０…カムリング、２１…カム面、２４…ベー
ン室、２５…ロータ、２６…スリット、２６ａ…ベーン
背圧室、２７…ベーン、３１…ノッチ、３２…連通溝。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に設けられて中心軸線から
   の距離が位相角に応じて周期的に変化するカム面が内周
   に形成されたカムリングと、このカムリング内に前記カ
   ム面と同軸的に回転可能に収納され両側面が前記ハウジ
   ング内側の互いに対向する１対の摺接面に摺動可能に当
   接されるロータと、このロータに放射方向に形成した複
   数のスリットにより摺動可能に案内支持され先端が前記
   カム面に摺動可能に当接して前記ハウジングとカムリン
   グとロータの間の空間を複数のベーン室に分割する複数
   のベーンと、膨張行程を行う前記ベーン室に対応する円
   周方向複数箇所において前記ハウジングに設けられた吸
   入ポートと、圧縮行程を行う前記ベーン室に対応する円
   周方向複数箇所において前記ハウジングの摺接面に形成
   された吐出ポートと、前記ハウジングの摺接面に半径方
   向に形成されて前記吸入ポートから前記吐出ポートに向
   かう前記各ベーン室に開口する複数のノッチと、前記ロ
   ータと前記ハウジングの間の当接面に前記ロータと同軸
   的に形成されて前記各ノッチを互いに連通する環状の連
   通溝を備えてなるベーンポンプにおいて、前記ノッチは
   前記吐出ポートの前記ベーン室との連通を開始する先端
   部に接近して設けたことを特徴とするベーンポンプ。
2. 【請求項２】 前記ロータとハウジングの間の当接面に
   は前記ロータの各スリットの根元部に形成したベーン背
   圧室と常に連通してこれに前記吐出ポートからの吐出圧
   を印加する環状の背圧溝を前記ロータと同軸的に形成
   し、前記連通溝は前記背圧溝よりも外側となる前記ハウ
   ジングの摺接面に形成してなる請求項１に記載のベーン
   ポンプ。
3. 【請求項３】 前記ハウジングの摺接面には前記吐出ポ
   ートから前記ロータの回転方向と逆向きに延びて同吐出
   ポートの前記先端部となるひげ溝を形成し、前記ノッチ
   はこのひげ溝の先端の近傍付近に設けてなる請求項１ま
   たは請求項２に記載のベーンポンプ。
4. 【請求項４】 前記ノッチと前記ひげ溝の先端との間の
   円周方向における最小距離を前記ベーンの厚さ以下とし
   てなる請求項３に記載のベーンポンプ。